光镊技术和其在染色体研究中的应用.PDF

第 32卷 第 2期 光 学 仪 器 Vo1．32，No．2 2010年 4月 0PTICAL INSTRUMENTS April，2010 文章编号 ：1005—5630(2010)02—0023—06 光镊技术及其在染色体研究中的应用* 吴智辉，莫 华，陈朝旺 (广西医科大学 物理学教研室，广西 南宁 530021) 摘要：引入并介绍光镊的物理原理及其进展，结合详细的医学研究工作，总结了光镊技术在染色 体中的具体应用情况。由于光镊具有无直接接触、无损伤等诸多优点，且光镊产生的力在皮牛 顿量级，正好落在生物大分子相互作用力的范围，故用光镊捕获染色体的不同成分，可实现了 DNA分子的扭转和打结，并实现 了对人类染色体操控和鉴别。光镊技术有望成为在分子水平 上对各种活细胞的检测、诊断的先进工具，具有非常广阔的前景。 关键词 ：光镊技术；染色体 ；应用 中图分类号：Q631 文献标识码：A doi：10．3969／j．issn．1005—5630．2010．02．006 Opticaltweezerstechnologyanditsapplicationinchromosomesresearch Zhihui，540Hua，CHEN Chaowang (DepartmentofPhysics，GuangxiMedicalUniversity，Nanning530021，China) Abstract：Thispaperintroducetheopticaltweezersphysicalprincipleanditsmakingprogress， unifythedetailedmedicalresearchwork，summarizespecificapplicationsituationoftheoptical tweezerstechnologyinchromosomes．Duetotheirnon-contactandnon-invasioncharacteristics andatrappingforcejustintherangeofbio—molecularinteractions，usetheopticaltweezersto capturechromosomethedifferentingredient，ithasimplementedthetorsionandknottingof DNA molecules，andrealizesthecontrolanddifferentiationofhumanbeing Schromosome． Hopefullyinthemolecularlevel，theopticaltweezerstechnologywillbecomeoneofthemost advancedtoolstocarryoutexaminationanddiagnosisofdifferentkindoflivingcell；surelyit hasaverybrightprospect． Keywords：opticaltweezerstechnology；chromosomes；application 引 言 染色体是生物体中最重要的遗传载体，它是由DNA、RNA、组蛋白和非组蛋 白以特殊且复杂的方式 构成的。染色体在细胞的分裂、分化、遗传物质的传承和变异过程中起着极为重要的作用。对染色体结 构和功能的研究一直是细胞遗传学中的热点问题，而探寻一种有效的工具研究染色体超微结构的生物现 象也是科学家们不懈努力的方向。 1986年美国科学家Ashkin等发现只需要一束高度聚焦的激光，就可以形成稳定的能量阱能将微粒 稳定俘获，这个能量阱正式名称为单束光梯度力阱(single-beamopticalgradientforcetrap)，也就是通常 收稿 日期：2009—09—24 作者简介：吴智辉(1974一)，男，广西防城人，讲师，硕士，主要从事医学教育以及激